リチウム電池は、低温で破裂するか、冬に携帯電話の電源が切れるのを恐れなくなります。

寒い気候、リチウム電池でいっぱいの元のエネルギー、割引の容量、リチウム電池は休止状態にあるようです、この新しいエネルギー車とデジタル製品のユーザーは多くの問題を引き起こしました。今日のこの記事のトピックは、リチウム電池への低温の影響と業界での研究開発の発展です。

リチウム電池は低温を最も恐れていますか？

アメリカ自動車協会が実施したテストでは、電気自動車の航続距離は華氏75度で105マイル（169キロメートル）です。華氏20度（約7°C）では、43マイル（約69キロメートル）に低下します。これは最大60％の低下です。バッテリーは人間にいくぶん似ています。気候が寒くなると、彼らはあまり活動的ではなくなります。鉛電池、リチウム電池、燃料電池はすべて低温の影響を受けますが、程度は異なります。

例として、電気バスで最も使用されているリン酸鉄リチウム電池を取り上げます。バッテリーは高い安全性と長寿命を備えていますが、低温性能は他の技術システムよりもわずかに劣っています。低温は、リン酸鉄リチウムの正極と負極、電解質、バインダーの両方に影響を与えます。例えば、リン酸鉄リチウム正極自体は、電子伝導性が比較的低く、低温環境で分極しやすいため、バッテリー容量が減少します。低温のため、黒鉛リチウムの挿入速度が遅くなり、負極表面に金属リチウムが析出しやすく、充電時間が不十分な場合、使用時に金属リチウムを完全に埋め込むことができません。黒鉛に含まれ、負極の表面には金属リチウムが存在し続け、リチウムデンドライトを形成し、電池の安全性に影響を与える可能性があります。低温では、電解質の粘度が上昇し、リチウムイオンの移動抵抗も低下します。また、リン酸鉄リチウムの製造工程では、接着剤も非常に重要な要素であり、低温も接着剤の性能に大きな影響を与えます。

リチウム電池も同様で、チタン酸リチウム電池は耐低温性に優れています。スピネル構造のチタン酸リチウム負極材料は、約1.5 Vのリチウム挿入電位を持ち、リチウムデンドライトを形成せず、充放電時の体積ひずみは1％未満です。ナノサイズのチタン酸リチウム電池は、大電流での充放電が可能で、電池の耐久性と安全性を確保しながら、低温急速充電を実現します。たとえば、チタン酸リチウム電池を専門とするYinlong New Energyの通常の充電および放電容量は、-50〜60°Cです。

負のグラファイトを使用したリチウムイオン電池は-40°Cで放電できますが、-20°C以下の温度で従来の充電を実現することは困難です。これは、業界が積極的に模索している分野でもあります。

産業における耐低温性リチウム電池の探求

業界の研究研究機関は、既存の正極および負極材料のプロセスを改善し、電池の局所周囲温度を上げることによって電池が低温で動作するための条件を作り出すことに焦点を合わせてきました。

現在の電池材料は、ナノテクノロジーの方向で電池の低温特性、材料の直径、電気抵抗、およびAB平面軸の長さに影響を与えます。ウォテマは3つのプロセスでリン酸鉄リチウム材料を調製し、ナノとそれをカバーするために異なるプロセスを使用しました。結果は、AB軸の長さの増加がリチウムイオン移動チャネルを増加させ、それがバッテリーの倍増性能の改善に貢献したことを示しました。 3つのプロセスで製造された材料から、大きな層間隔を持つ粒状グラファイトのバルクインピーダンスとイオン輸送インピーダンスは比較的小さいです。電解質に関しては、Wotemaは固定溶媒システムとリチウム塩に基づく低温添加剤を使用して、放電容量を85％から90％に増やしました。 2016年末には、Wotemaが-20、-30、-40°Cの環境、0.5 Cの充電定電流比62.9％、-20°Cを達成し、94％の放電を達成したことが理解されています。現在、ウォテマの極低温電池は、内モンゴル、中国北東部、その他の地域で広く宣伝されています。

8月31日、北京理工大学およびその他の科学研究チームは、全気候バッテリー製品の開発の成功を発表しました。技術者は、ワイヤー帯電の原理を使用して熱を発生させます。コアにはニッケル箔が取り付けられており、ニッケル箔が通電されて発熱し、電池内部の温度が上昇します。一定の温度に達すると、バッテリーの安全性を確保するためにホイルが自動的に切断されます。 -30°Cの実験環境では、この技術を使用したバッテリーは30秒で0°C以上まで急速に加熱でき、放電電力は6倍以上増加し、充電電力は以上増加することが理解されます。 10回。チームによると、この技術は電池の元の構造を変えることはなく、変換コストは非常に低く、鉛蓄電池、リチウム電池、その他の種類の電池に適しています。バッテリーチャイナによると、この技術を使用した全天候型電気自動車は、2017年12月末までに発売される予定です。 2020年までに4モデルで合計11の製品プロトタイプの開発を完了し、実証運用を開始する予定です。

メディアの報道によると、9月20日に終了した2017年の「クリエイティブチャイナ」新疆イノベーションと起業家精神コンペティションで、中国科学院の新疆物理化学研究所の王レイ博士によって開発された「全気候リチウム電池」科学院はクリエイティブグループの最優秀賞を受賞しました。このリチウム電池は、-40°C〜60°Cの環境で安定して動作します。現在、チームはさまざまな高温および低温条件下での製品テスト作業を完了し、商品の生産段階に入るところです。

2017年9月19日、内モンゴル自治区包頭市で、マイクロマクロMpCOリチウム電池を搭載した12メートルのガス電気ハイブリッドバス70台が正式に発売されました。この地域の最低気温は-30°C未満で、最高気温は最大39°Cです。パッケージのヘッドには、マイクロマクロ高速充電バッテリーシステムが使用されており、マイクロマクロ高速充電バッテリーの優れた環境適応性が考慮されています。

Shandong WeiNengは、軍用低温リン酸鉄リチウム電池の研究開発と製造を専門とするハイテク企業です。中国科学院の化学研究所と共同で開発・製造されたリン酸鉄リチウム電池の低温性能において、大きな飛躍を遂げました。 -40°Cの低温で定格容量を解放できます。 90％以上。

さらに、Penghui Energyのパワーセルは、冷暖房システムなしで-20〜60°Cの環境で使用できます。 Thornton New Energyは、Sanyuanの低温性能を大幅に改善し、コアは-20°Cで正常に放電でき、多くの自動車会社のニーズを満たすことができます。

なぜ充電は放電よりも高い温度を必要とするのですか？

注意深い読者は、多くの会社のバッテリー製品が低温で通常の放電を達成できることに気付くかもしれませんが、同じ温度では、通常の充電を達成することは困難であり、充電さえできません。どうして？

業界関係者によると、Li +がグラファイト材料に埋め込まれている場合、最初に溶剤を使用する必要があります。このプロセスは一定量のエネルギーを消費し、Li +がグラファイトに拡散するのを防ぎます。逆に、Li +をグラファイト材料から溶液に除去すると、溶媒和プロセスが発生し、溶媒和はエネルギーを消費せず、Li +はグラファイトをすばやく除去できます。したがって、グラファイト材料の帯電および受容能力は、明らかに放電の能力より劣っています。

低温環境でのバッテリー充電には一定のリスクがあります。温度の低下に伴い、グラファイトの負極の反応速度特性が向上したためです。充電プロセス中に、負極の電気化学的分極が大幅に強化されました。金属リチウムの流出は、リチウムデンドライトを容易に形成し、ダイヤフラムを貫通して、正極と負極の短絡を引き起こします。

したがって、業界関係者は、リチウムイオン電池を低温で使用しないことを推奨しています。バッテリーを低温で充電する必要がある場合は、リチウムイオンバッテリーをできるだけ充電するために小電流（つまり、ゆっくり充電）を選択する必要があり、充電後、リチウムイオンバッテリーは完全に棚上げされます。負に沈殿した金属リチウムがグラファイトと反応できることを確認します。、グラファイトの負極に再埋め込みします。

もちろん、チタン酸リチウム電池には材料の利点があります。それはまだ低温ですぐに満たすことができます。この種の意図は、他の材料電池を学ぶのを難しくします。

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